›
›

Giáo trình thực hành Mạch điện tử 1 - Trương Năng Toàn

pdf 87 trang hapham 2830
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình thực hành Mạch điện tử 1 - Trương Năng Toàn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_thuc_hanh_mach_dien_tu_1_truong_nang_toan.pdf

Nội dung text: Giáo trình thực hành Mạch điện tử 1 - Trương Năng Toàn

  1. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ  GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN TỬ 1 Biên soạn: TRƯƠNG NĂNG TOÀN TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 2008
  2. GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN TỬ 1
  3. MỤC LỤC Bài 1: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐƠN TẦNG DÙNG BJT 1.3.1 Khảo sát đặc tuyến Volt-Ampe của BJT 1 1.3.2 Phân cực DC 3 1.3.3 Các dạng mạch khếch đại 5 a. Mạch khuếch đại kiểu E chung 5 b. Mạch khuếch đại kiểu C chung 9 c. Mạch khuếch đại kiểu B chung 12 Bài 2: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐƠN TẦNG DÙNG FET 2.3.1 Khảo sát đặc tuyến Volt-Ampe của JFET (JFET kênh N) 18 2.3.2 Các dạng mạch khếch đại 20 a. Mạch khuếch đại kiểu S chung 20 b. Mạch khuếch đại kiểu D chung 24 c. Mạch khuếch đại kiểu G chung 27 Bài 3: MẠCH KHUẾCH ĐẠI GHÉP NHIỀU TẦNG 3.3.1 Mạch khuếch đại ghép RC 32 a. Mạch khuếch đại ghép RC dùng BJT 32 b. Mạch khuếch đại ghép RC dùng FET 36 c. Mạch khuếch đại ghép RC dùng BJT và FET 39 3.3.2 Mạch khuếch đại ghép Darlington 42 a. Mạch ghép kiểu E chung 42 b. Mạch ghép kiểu C chung 45 c. Mạch khuếch đại ghép Cascade 48 Bài 4: MẠCH KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP 4.3.1 Khảo sát mạch khuếch đại hồi tiếp âm điện áp-nối tiếp 53 4.3.2 Khảo sát mạch khuếch đại hồi tiếp âm dòng điện-nối tiếp 56
  4. Bài 5: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 5.3.1 Mạch khuếch đại vi sai dùng BJT 60 5.3.2 Mạch khuếch đại vi sai dùng OP-AMP 62 5.3.3 Mạch khuếch đại đảo 63 5.3.4 Mạch khuếch đại không đảo 66 Bài 6: MẠCH CHỈNH LƯU VÀ ỔN ÁP 6.3.1 Mạch chỉnh lưu 70 a. Mạch chỉnh lưu bán kỳ 70 b. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ 72 6.3.2 Mạch nhân áp 73 6.3.3 Mạch ổn áp 75 a. Mạch ổn áp dùng linh kiện rời 75 b. Mạch ổn áp dùng IC ổn áp 79 6.3.4 Mạch ổn dòng 80 a. Mạch ổn dòng dùng linh kiện rời 80 b. Mạch ổn dòng dùng IC ổn áp 82
  5. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bài 1: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐƠN TẦNG DÙNG BJT 1.1 THIẾT BỊ SỬ DỤNG Mô hình thực hành Mạch điện tử Máy OSC Các linh kiện điện tử 1.2 MỤC TIÊU Sau khi học xong Sinh viên có khả năng: - Định nghĩa các dạng mạch khuếch đại dùng BJT. - Tính toán phân cực DC và phân tích AC các dạng mạch khuếch đại dùng BJT . - Biết được đặc điểm và ứng dụng thực tế của các dạng mạch. - Lắp ráp, cân chỉnh và đo được các đại lượng: độ lợi, tổng trở vào, tổng trở ra, tần số cắt - Nhận xét và giải thích được các kết quả đo. 1.3 NỘI DUNG 1.3.1 Khảo sát đặc tuyến Volt-Ampe của BJT a. Đặc tuyến ngõ vào Sinh viên mắc mạch điện như hình 1.1: Hình 1.1 1
  6. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT  Trường hợp 1: Cho V2 = 5(V) - Thay đổi điện áp V1, dùng VOM đo các giá trị điện áp, dòng điện và ghi các kết quả vào bảng sau: Bảng 1.1 V1 (V) 0,2 0,4 0,6 0,8 0,9 1 2 3 4 5 Vbe (V) Ib (µA) - Vẽ đặc tuyến ngõ vào: Ib = f (Vbe) với Vce = const Ib Vbe 0  Trường hợp 2: Cho V2 = 12(V) - Thực hiện các bước như trường hợp 1. - Ghi các kết quả vào bảng báo cáo thí nghiệm. b. Đặc tuyến ngõ ra Sinh viên mắc mạch điện như hình 1.1  Trường hợp 1: Thay Rb = 100KΩ, V1= 5(V) - Thay đổi điện áp V2, dùng VOM đo các giá trị điện áp, dòng điện và ghi các kết quả vào bảng sau: Bảng 1.2 V2 (V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vce (V) Ic (mA) - Vẽ đặc tuyến ngõ ra: Ic = f (Vce) với Ib = const. 2
  7. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Ic Vce 0  Trường hợp 2: Thay Rb = 1MΩ, V1 = 5(V) - Thực hiện các bước như trường hợp 1. - Ghi các kết quả vào bảng báo cáo thí nghiệm. 1.3.2 Phân cực DC a. Mạch phân cực định dòng Sinh viên mắc mạch điện như hình 1.2: Hình 1.2 3
  8. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT - Chọn BJT loại C1815, tra hệ số khuếch đại β - Tính toán các giá trị điện trở sao cho điểm làm việc tĩnh Q(Ic=1mA, Vce=6V). - Ghi lại các kết quả tính toán: Rb = Ib = Vbe = Rc = Ic = Vce = Re = Ie = Ve = - Sử dụng VOM đo dòng Ib, Ic, Ie và Vce, Vc, Vb sau khi đã chọn các giá trị điện trở thực tế. Ghi các kết quả vào bảng: Bảng 1.3 Thông số Ib Ic Ie Vbe Vce Ve Kết quả tính toán Kết quả đo - Nhận xét các kết quả đo được với kết quả tính toán bằng lý thuyết. Hãy cho biết chế độ làm việc của BJT. - Ghi các kết quả vào bảng báo cáo thí nghiệm b. Mạch phân cực phân áp Sinh viên mắc mạch điện theo hình 1.3: Hình 1.3 4
  9. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT - Chọn BJT loại C1815, tra hệ số khuếch đại β. - Tính toán các giá trị điện trở sao cho điểm làm việc tĩnh Q(Ic=1mA, Vce=6V). - Ghi lại các kết quả tính toán : Rb1 = Rb2 = .Ib = Vbe = Rc = Ic = Vce = Re = Ie = Ve = - Sử dụng VOM đo dòng Ib, Ic, Ie và Vce, Vc, Vb sau khi đã chọn các giá trị điện trở thực tế. Ghi các kết quả vào bảng: Bảng 1.4 Thông số Ib Ic Ie Vbe Vce Ve Kết quả tính toán Kết quả đo - Nhận xét các kết quả đo được với kết quả tính toán bằng lý thuyết. Hãy cho biết chế độ làm việc của BJT. - Ghi các kết quả vào bảng báo cáo thí nghiệm. 1.3.3 Các dạng mạch khếch đại a. Mạch khuếch đại kiểu E chung Sinh viên mắc mạch điện như hình 1.4: Hình 1.4 5
  10. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, độ lệch pha, tần số cắt. Nhận xét các kết quả đo được. 3. Trường hợp ta thêm tụ Ce = 100uF, thực hiện tương tự như 2 bước trên. So sánh các kết quả đo được với trường hợp không có tụ Ce.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin có biên độ 0,3V tần số f =1KHz tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B2, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về biên độ. 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=220Ω giữa B1 và B2, tính Zi theo công thức: 6
  11. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: - Mắc thêm điện trở tải RL = 3,3KΩ, tính Zo theo công thức: - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL Bước 6: Xác định góc lệch pha: - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh CH1, CH2 V 0 t a T - Xác định góc lệch pha theo công thức : - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian 7
  12. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bước 7: Xác định tần số cắt dưới: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. Bước 8: Xác định tần số cắt trên: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. Bước 9: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số: - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi, đo Vo theo bảng sau: Bảng 1.5 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ các giá trị ở bảng 1.5 vẽ đáp tuyến biên độ - tần số Av f 0 Bước 10: Thêm tụ Ce =100µF, thực hiện lại các bước trên. Bước 11: Lập bảng tổng kết 8
  13. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bảng 1.6 Kiểu E chung Av Ai Zi Zo fL fH φ Chưa có tụ Ce Có tụ Ce - Sau khi thực hiện xong các bước trên, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét trong bài báo cáo thí nghiệm. b. Mạch khuếch đại kiểu C chung Sinh viên mắc mạch điện như hình 1.5: Hình 1.5  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Zi, Zo, độ lệch pha, tần số cắt. Nhận xét các kết quả đo.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1KHz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo lớn nhất nhưng không bị méo dạng. 9
  14. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B2, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng của Vi và Vo và nhận xét về biên độ. 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức: Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=3,3KΩ giữa 2 điểm B1 và B2. - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: 10
  15. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra tại C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra tại C khi đã mắc RL = 1KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha: - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh CH1, CH2 - Xác định góc lệch pha theo công thức : - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới và băng thông. Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số: - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi, đo Vo theo bảng sau: Bảng 1.7 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ các giá trị ở bảng 1.8 vẽ đáp tuyến biên độ - tần số Av f 0 11
  16. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bước 9: Lập bảng tổng kết Bảng 1.8 Kiểu C chung Av Ai Zi Zo fL fH φ Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét. c. Mạch khuếch đại kiểu B chung Sinh viên lắp ráp mạch Khuếch đại ghép kiểu B chung như sau: Hình 1.6  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, độ lệch pha. Nhận xét kết quả.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 3V, tần số 10KHz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh CH1, tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo. Bước 3: Xác định Av: 12
  17. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT - Dùng OSC đo Vi tại B2, Vo tại C ở 2 CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về biên độ. 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=220Ω giữa B1 và B2 - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra tại C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra tại C khi đã mắc RL = 3,3KΩ 13
  18. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bước 6: Xác định góc lệch pha: - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh CH1, CH2 - Xác định góc lệch pha theo công thức : - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới và băng thông Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số: - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi, đo Vo theo bảng sau: Bảng 1.9 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ các giá trị ở bảng 1.8 vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 14
  19. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bước 9: Lập bảng tổng kết Bảng 1.10 Kiểu B chung Av Ai Zi Zo fL fH φ Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét. 1.4 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 1.4.1 Khảo sát đặc tuyến Volt-Ampe - Sinh viên vẽ mạch điện hình 1.1 - Lập các bảng số liệu 1.1 và 1.2 và vẽ 2 đặc tuyến ngõ vào tương ứng. Nhận xét và nêu ý nghĩa. 1.4.2 Phân cực DC a. Mạch phân cực định dòng - Sinh viên vẽ mạch điện hình 1.2 - Lập các công thức tính Rb, Rc, Re - Sau khi đã thiết kế mạch phân cực định dòng, sinh viên đo các giá trị dòng điện, điện áp và ghi vào bảng: Bảng 1.11 Thông số Rb Rc Re Ib Ic Ie Vbe Vce Ve Kết quả tính toán Kết quả đo - So sánh các kết quả từ bảng số liệu và nhận xét. Cho biết chế độ làm việc của BJT. - Tính hệ số khếch đại dòng thực tế: b. Mạch phân cực phân áp - Sinh viên vẽ lại mạch điện hình 1.3 - Lập các công thức tính Rb1,Rb2, Rc, Re - Sau khi đã thiết kế mạch phân cực phân áp, sinh viên đo các giá trị dòng điện, điện áp và ghi vào bảng: 15
  20. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT Bảng 1.12 Thông số Rb1 Rb2 Rc Re Ib Ic Ie Vbe Vce Ve Kết quả tính toán Kết quả đo - So sánh các kết quả từ bảng số liệu và nhận xét. Cho biết chế độ làm việc của BJT. - Tính hệ số khếch đại dòng thực tế: 1.4.3 Khuếch đại tín hiệu a. Mạch khuếch đại kiểu E chung - Sinh viên vẽ mạch điện hình 1.4 - Đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo, tín hiệu vào Vi. - Nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Chứng minh các công thức tính Zi, Zo. - Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, φ. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 1.5 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Linh kiện nào ảnh hưởng đến đáp tuyến biên độ-tần số. Giải thích. - Tính công suất ngõ ra Po. - Thêm tụ Ce và thực hiện lại các bước trên. Sau đó lập bảng tổng kết 1.6 và nhận xét kết quả. b. Mạch khuếch đại kiểu C chung - Sinh viên vẽ mạch điện hình 1.5 - Đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo, tín hiệu vào Vi. - Nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, φ. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 1.7 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Tính công suất ngõ ra Po. - Lập bảng tổng kết 1.8 và nhận xét kết quả. c. Mạch khuếch đại kiểu B chung - Sinh viên vẽ mạch điện hình 1.6 - Đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo, tín hiệu vào Vi. - Nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, φ. 16
  21. Bài 1: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng BJT - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 1.9 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Tính công suất ngõ ra Po. - Lập bảng tổng kết 1.10 và nhận xét kết quả. - Lập bảng so sánh các đại lượng Av, Ai, Zi, Zo, φ của 3 dạng mạch trên. Nêu ứng dụng của từng loại mạch. 17
  22. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET Bài 2: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐƠN TẦNG DÙNG FET 2.1 THIẾT BỊ SỬ DỤNG Mô hình thực hành Mạch điện tử Máy OSC Các linh kiện điện tử 2.2 MỤC TIÊU Sau khi học xong Sinh viên có khả năng: - Định nghĩa các dạng mạch khuếch đại dùng FET. - Vẽ được đặc tuyến Volt-Ampe và phân tích AC các dạng mạch KĐ dùng FET. - Biết được đặc điểm và ứng dụng thực tế của các dạng mạch. - Lắp ráp, cân chỉnh và đo được các đại lượng: độ lợi, tổng trở vào, tổng trở ra, tần số cắt - Nhận xét và giải thích được các kết quả đo. 2.3 NỘI DUNG 2.3.1 Khảo sát đặc tuyến Volt-Ampe của JFET (JFET kênh N) a. Đặc tuyến ngõ ra Sinh viên mắc mạch điện như hình 2.1: Hình 2.1 18
  23. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET - Thay đổi các điện áp VGG và VDD, và ghi các giá trị vào bảng sau: Bảng 2.1 VGS(V) VDS(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 ID 0,4 ID 0,8 ID 1 ID 1,2 ID 1,6 ID 2 ID - Từ các số liệu trong bảng 2.1, vẽ đặc tuyến ra : ID = f (VDS) với VGS=const ID Vds 0 - Nêu ý nghĩa đặc tuyến ra b. Đặc tuyến truyền đạt - Từ các số liệu trong bảng 2.1, vẽ đặc tuyến truyền đạt : ID = f (VGS) với VDS = const. 19
  24. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET ID Vgs 0 - Nêu ý nghĩa đặc tuyến truyền đạt 2.3.2 Các dạng mạch khếch đại a. Mạch khuếch đại kiểu S chung Sinh viên mắc mạch điện như hình 2.2: Hình 2.2 20
  25. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, độ lệch pha. Nhận xét kết quả. 3. Trường hợp ta thêm tụ Cs = 10uF, thực hiện tương tự như 2 bước trên. So sánh các kết quả đo được với trường hợp không có tụ Cs.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Tháo tụ Cs, cấp Vi là tín hiệu hình Sin, biên độ 3V, tần số 1KHz vào tại A. Bước 2: Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại A, Vo tại B ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về biên độ. 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=100KΩ giữa 2 điểm B1 và B2, tính Zi theo công thức: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 21
  26. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET Bước 5: Xác định Zo : - Mắc thêm điện trở tải RL = 100KΩ, tính Zo theo công thức: - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL Bước 6: Xác định góc lệch pha: - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh CH1, CH2 V 0 t a T - Xác định góc lệch pha theo công thức : - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định tần số cắt dưới : - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. Bước 8: Xác định tần số cắt trên : - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. 22
  27. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET Bước 9: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi và lập bảng kết quả như sau: Bảng 2.2 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số Av f 0 Bước 10: Thêm tụ Cs =10µF, thực hiện lại các bước trên. Ghi lại các kết quả vào bảng và nhận xét. Bảng 2.3 Kiểu S chung Av Ai Zi Zo fL fH φ Chưa có tụ Cs Có tụ Cs - Sau khi thực hiện xong các bước trên, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét trong bài báo cáo thí nghiệm. 23
  28. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET b. Mạch khuếch đại kiểu D chung Sinh viên mắc mạch điện như hình 2.3: Hình 2.3  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, φ. Nhận xét kết quả.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi là tín hiệu hình Sin, biên độ 2V, tần số 1Khz vào tại A. Bước 2: Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở CH1. Tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại A, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về biên độ. 24
  29. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=100KΩ giữa B1 và B2, sau đó tính Zi theo công thức: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo : - Với: Vo1 là điện áp tại ngõ ra tại C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra tại C khi đã mắc RL = 10KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha: - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh CH1, CH2 - Xác định góc lệch pha theo công thức : 25
  30. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định tần số cắt dưới : - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. Bước 8: Xác định tần số cắt trên : - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. Bước 9: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi và lập bảng kết quả như sau: Bảng 2.4 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số Av f 0 26
  31. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET Bước 10: Lập bảng tổng kết Bảng 2.5 Kiểu D chung Av Ai Zi Zo fL fH φ Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét. c. Mạch khuếch đại kiểu G chung Sinh viên mắc mạch điện như hình 2.4: Hình 2.4  Yêu cầu: 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Zi, Zo, φ. Nhận xét kết quả.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi là tín hiệu hình Sin, biên độ 3V, tần số 1KHz vào tại A. 27
  32. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET Bước 2: Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh CH1, Tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại A, Vo tại B ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng của Vi và Vo và nhận xét về sự lệch pha của Vi và Vo 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=1KΩ giữa B1 và B2, sau đó tính Zi như sau: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: 28
  33. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra tại C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra tại C khi đã mắc RL = 100KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha: - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh CH1, CH2 - Xác định góc lệch pha theo công thức : - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định tần số cắt dưới: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. Bước 8: Xác định tần số cắt trên: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. Bước 9: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi và lập bảng kết quả như sau: Bảng 2.6 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số 29
  34. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET Av f 0 Bước 10: Lập bảng tổng kết Bảng 2.7 Kiểu G chung Av Ai Zi Zo fL fH φ Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các kết quả vào bảng báo cáo và nhận xét. 2.4 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2.4.1 Khảo sát đặc tuyến Volt-Ampe - Sinh viên vẽ lại mạch điện hình 2.1 - Lập bảng số liệu 2.1 - Vẽ các đặc tuyến truyền đạt và đặc tuyến ngõ ra tương ứng với các giá trị trong bảng số liệu. Nhận xét và nêu ý nghĩa của các đặc tuyến Volt-Ampe. 2.4.2 Khuếch đại tín hiệu a. Mạch khuếch đại kiểu S chung - Sinh viên vẽ lại mạch điện như hình 2.2 - Đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo, tín hiệu vào Vi. - Nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Chứng minh các công thức tính Zi, Zo. - Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, φ. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 2.2 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Linh kiện nào ảnh hưởng đến đáp tuyến biên độ-tần số. Giải thích. - Tính công suất ngõ ra Po. 30
  35. Bài 2: Mạch khuếch đại đơn tầng dùng FET - Thêm tụ Cs và thực hiện lại các bước trên. Sau đó lập bảng tổng kết 2.3 và nhận xét kết quả. b. Mạch khuếch đại kiểu D chung - Sinh viên vẽ lại mạch điện như hình 2.3 - Đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo, tín hiệu vào Vi. - Nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Chứng minh các công thức tính Zi, Zo. - Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, φ. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 2.4 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Tính công suất ngõ ra Po. - Sau đó lập bảng tổng kết 2.5 và nhận xét kết quả. c. Mạch khuếch đại kiểu G chung - Sinh viên vẽ lại mạch điện như hình 2.3 - Đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo, tín hiệu vào Vi. - Nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Chứng minh các công thức tính Zi, Zo. - Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo, φ. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 2.6 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Tính công suất ngõ ra Po. - Sau đó lập bảng tổng kết 2.7 và nhận xét kết quả. - Lập bảng so sánh các đại lượng Av, Ai, Zi, Zo, φ của 3 dạng mạch trên. Nêu ứng dụng của từng loại mạch. - Nêu những ưu điểm và khuyết điểm của mạch khuếch đại dùng FET so với mạch khuếch đại dùng BJT. 31
  36. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bài 3: MẠCH KHUẾCH ĐẠI GHÉP NHIỀU TẦNG 3.1 THIẾT BỊ SỬ DỤNG Mô hình thực hành Mạch điện tử Máy OSC Các linh kiện điện tử 3.2 MỤC TIÊU Sau khi học xong Sinh viên có khả năng : - Định nghĩa các dạng mạch khuếch đại ghép tầng dùng BJT. - Phân tích nguyên tắc hoạt động các dạng mạch KĐ ghép RC, Darlington, Cascade. Biết được đặc điểm và ứng dụng thực tế của chúng. - Lắp ráp, cân chỉnh và đo được các đại lượng: độ lợi, tổng trở vào, tổng trở ra, tần số cắt - Nhận xét và giải thích được các kết quả đo. 3.3 NỘI DUNG 3.3.1 Mạch khuếch đại ghép RC a. Mạch khuếch đại ghép RC dùng BJT Sinh viên mắc mạch điện như hình 3.1: Hình 3.1 32
  37. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Trường hợp ta tháo 2 tụ Ce, thực hiện tương tự như 2 bước trên. So sánh các kết quả đo được với trường hợp đầu. 4. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số của mạch.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1KHz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh CH1, tiếp tục chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng của Vi và Vo và nhận xét về sự lệch pha và biên độ của Vi và Vo. 100  Keânh 1: 90 Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức: Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=1.5KΩ giữa B1 và B2 và tính Zi như sau: 33
  38. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 4.7KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh CH1 và CH2 V 0 t a T - Xác định góc lệch pha theo công thức : - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian 34
  39. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 7: Xác định tần số cắt trên và tần số cắt dưới : - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi và theo bảng: Bảng 3.1 f (Hz)- 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo V Avẽ Av(%)- - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 Bước 9: Tháo các tụ Ce1, Ce2 và lặp lại các bước trên. 35
  40. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 10: Lập bảng tổng kết Bảng 3.2 Thông số Av Ai Zi Zo fL fH φ Có tụ Ce Không có tụ Ce - Sau khi thực hiện xong các bước trên, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét trong bài báo cáo thí nghiệm. b. Mạch khuếch đại ghép RC dùng FET Sinh viên mắc mạch điện như hình 3.2: Hình 3.2  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1KHz vào tại A. 36
  41. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh CH1, tiếp tục chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng của Vi và Vo và nhận xét về sự lệch pha và biên độ của Vi và Vo. 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=1.5KΩ giữa B1 và B2, sau đó tính Zi như sau - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: 37
  42. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 4.7KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh 1,2 - Xác định góc lệch pha theo công thức : - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định các tần số cắt fL, fH và băng thông. Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi theo bảng Bảng 3.3 f (Hz)- 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo - Av T Av(%)ừ - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 38
  43. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 9: Tháo các tụ Cs1, Cs2 và thực hiện lại các bước trên, nhận xét kết quả. Bước 10: Lập bảng tổng kết Bảng 3.4 Thông số Av Ai Zi Zo fL fH φ Có tụ Cs Không có tụ Cs - Sau khi thực hiện xong các bước trên, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét trong bài báo cáo thí nghiệm. c. Mạch khuếch đại ghép RC dùng BJT và FET Sinh viên mắc mạch điện như hình 3.3: Hình 3.3  Yêu cầu: 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số của mạch.  Hướng dẫn thực hiện : Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1Khz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, tiếp tục chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo. 39
  44. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng của Vi và Vo và nhận xét về sự lệch pha và biên độ của Vi và Vo. 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=1.5KΩ giữa B1 và B2, sau đó tính Zi: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: - Với: Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 4.7KΩ 40
  45. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 6: Xác định góc lệch pha φ - Dùng OSC đo Vi, Vo ở 2 kênh và cho hiển thị cùng lúc - Xác định góc lệch pha theo công thức: - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định các tần số cắt fL, fH và băng thông Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi theo bảng sau: Bảng 3.5 f (Hz)- 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo V Avẽ Av(%)- - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 Bước 9: Tháo các tụ Ce1, Cs2 và thực hiện lại các bước trên, nhận xét kết quả. 41
  46. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 10: Lập bảng tổng kết Bảng 3.6 Thông số Av Ai Zi Zo fL fH φ Có tụ Ce, Cs Không có tụ Ce, Cs - Sau khi thực hiện xong các bước trên, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét trong bài báo cáo thí nghiệm. 3.3.2 Mạch khuếch đại ghép Darlington a. Mạch ghép kiểu E chung Sinh viên mắc mạch điện như hình 3.4: Hình 3.4  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số. 42
  47. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 3V, tần số 1Khz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, Tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo lớn nhất nhưng không bị méo. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng của Vi và Vo và nhận xét về sự lệch pha và biên độ của Vi và Vo. 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=10KΩ giữa B1 và B2, sau đó tính Zi: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Bước 5: Xác định Zo: 43
  48. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 100KΩ Bước 6: Xác định các tần số cắt fL, fH và băng thông Bước 7: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi theo bảng sau: Bảng 3.7 f -(Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo V Avẽ Av(%)- - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 Bước 8: Lập bảng tổng kết Bảng 3.8 Kiểu E Av Ai Zi Zo fL fH φ chung Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét. 44
  49. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng b. Mạch ghép kiểu C chung Sinh viên mắc mạch điện như hình 3.5: Hình 3.5  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp ứng biên độ-tần số.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1KHz vào tại A. Bước 2: Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh CH1.Tiếp tục chỉnh biến trở sao cho Vo lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Nối 2 điểm B1 và B2, dùng OSC đo Vi tại B2, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng của Vi và Vo và nhận xét về sự lệch pha và biên độ của Vi và Vo. 45
  50. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng 100  Keânh 1: 90 Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=100KΩ giữa 2 điểm B1 và B2 - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Bước 5: Xác định Zo: - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 1KΩ Bước 6: Xác định các tần số cắt fL, fH và băng thông Bước 7: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi theo bảng sau: 46
  51. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bảng 3.9 f -(Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo V Aẽv Av(%)- - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 Bước 8: Lập bảng tổng kết Bảng 3.10 Kiểu C Av Ai Zi Zo fL fH φ chung Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét. 47
  52. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng 3.3.3 Mạch khuếch đại ghép Cascade Sinh viên mắc mạch điện như hình 3.7: Hình 3.7  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số của mạch.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1KHz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, tiếp tục chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh 1 và kênh 2. Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về độ lệch pha và biên độ của Vi và Vo 48
  53. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức: Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=47Ω giữa B1 và B2, sau đó tính Zi: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 2.2KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ - Dùng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cùng lúc ở 2 kênh 1,2 - Xác định góc lệch pha theo công thức : 49
  54. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định tần số cắt dưới và tần số cắt dưới : - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi và lập bảng kết quả như sau: Bảng 3.11 f -(Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo V A v Av(%) - - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 50
  55. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng Bước 10: Lập bảng tổng kết Bảng 3.12 Thông số Av Ai Zi Zo fL fH φ Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước trên, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét trong bài báo cáo thí nghiệm. 3.4 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 3.4.1 Mạch khuếch đại ghép RC - Sinh viên vẽ lại các mạch điện hình 3.1, 3.2, 3.3 và thực hiện các bước bên dưới cho mỗi dạng mạch. - Vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo và tín hiệu vào Vi. - Xác định độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Tính độ lợi áp tầng thứ 1, tầng thứ 2 và độ lợi áp tổng Av. Nhận xét kết quả Av đo được với Av tính bằng lý thuyết. - Tính công suất ngõ ra Po. - Lập bảng số liệu ghi các giá trị Av, Ai, Zi, Zo, φ. Nhận xét kết quả. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Thêm tụ Ce, đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo. - Linh kiện nào ảnh hưởng đến đáp tuyến biên độ-tần số. Giải thích. - Lập bảng tổng kết 3.2 và nhận xét kết quả. 3.4.2 Mạch khuếch đại ghép Darlington - Sinh viên vẽ lại mạch điện hình 3.4, 3.5 - Vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo và tín hiệu vào Vi. - Xác định độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Tính công suất ngõ ra Po. - Lập bảng số liệu ghi các giá trị Av, Ai, Zi, Zo, φ. Nhận xét kết quả. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 3.7 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Thêm tụ Ce, đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo. - Linh kiện nào ảnh hưởng đến đáp tuyến biên độ-tần số. Giải thích. - Lập bảng tổng kết 3.8 và nhận xét kết quả. 3.4.3 Mạch khuếch đại ghép Cascade - Sinh viên vẽ lại mạch điện hình 3.6 - Vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo và tín hiệu vào Vi. - Xác định độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Tính công suất ngõ ra Po. 51
  56. Bài 3: Mạch khuếch đại ghép nhiều tầng - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu 3.11 và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Linh kiện nào ảnh hưởng đến đáp tuyến biên độ-tần số. Giải thích. - Lập bảng tổng kết 3.12 và nhận xét kết quả. - Nêu ưu điểm và khuyết điểm của 3 loại mạch ghép tầng trên. 52
  57. Bài 4: Mạch khuếch đại hồi tiếp Bài 4: MẠCH KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP 4.1 THIẾT BỊ SỬ DỤNG Mô hình thực hành Mạch điện tử Máy OSC Các linh kiện điện tử 4.2 MỤC TIÊU Sau khi học xong Sinh viên có khả năng: - Định nghĩa mạch khuếch đại hồi tiếp âm. - Phân tích và giải thích được các dạng mạch KĐ hồi tiếp âm. - Biết được đặc điểm và các ứng dụng thực tế của mạch KĐ hồi tiếp âm. - Lắp ráp, đo đạc và cân chỉnh được mạch KĐ hồi tiếp âm. - Quan sát và nhận xét các kết quả đo. - Có khả năng thảo luận và trình bày các kết luận của nhóm. 4.3 NỘI DUNG 4.3.1 Khảo sát mạch khuếch đại hồi tiếp âm điện áp-nối tiếp Sinh viên mắc mạch điện hình 4.1: Hình 4.1 53
  58. Bài 4: Mạch khuếch đại hồi tiếp  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên và băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ- tần số của mạch  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1Khz vào tại A. Bước 2: Đo tín hiệu Vo ở kênh CH1của OSC và chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo và vẽ dạng sóng Vi, Vo: 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Xác định Av theo công thức sau: Bước 4: Xác định Zi: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 54
  59. Bài 4: Mạch khuếch đại hồi tiếp Bước 5: Xác định Zo: -Với: Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 22KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ giữa tín hiệu vào Vi và tín hiệu ra Vo. Nhận xét kết quả. Bước 7: Xác định tần số cắt dưới: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. Bước 8: Xác định tần số cắt trên: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. Bước 9: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số: - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi và lập bảng kết quả sau: Bảng 4.1 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số Av f 0 55
  60. Bài 4: Mạch khuếch đại hồi tiếp Bước 10: Lập bảng tổng kết: Bảng 4.2 Thông số Av Ai Zi Zo fL fH φ Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các só liệu kết quả và nhận xét. 4.3.2 Khảo sát mạch khuếch đại hồi tiếp âm dòng điện-nối tiếp Sinh viên mắc mạch điện hình 4.2: Hình 4.2  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên và băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ- tần số của mạch.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 1V, tần số 1Khz vào tại A. Bước 2: Đưa tín hiệu Vo vào kênh CH1của OSC và chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: 56
  61. Bài 4: Mạch khuếch đại hồi tiếp - Dùng OSC đo và vẽ dạng sóng Vi, Vo: 100  Keânh 1: 90 Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Xác định Av theo công thức sau: Bước 4: Xác định Zi: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Bước 5: Xác định Zo: -Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 4.7KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ giữa tín hiệu vào Vi và tín hiệu ra Vo. Nhận xét kết quả. Bước 7: Xác định tần số cắt dưới: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Giảm tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt dưới fL. 57
  62. Bài 4: Mạch khuếch đại hồi tiếp Bước 8: Xác định tần số cắt trên: - Giữ nguyên biên độ nhưng thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi, quan sát tín hiệu ngõ ra Vo trên OSC. Tăng tần số của Vi đến khi Vo giảm bằng Vo thì dừng lại, đo giá trị tần số tại vị trí hiện hành, đó chính là tần số cắt trên fH. Bước 9: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số: - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vàoVi và lập bảng kết quả như sau: Bảng 4.3 f (Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo Av Av(%) - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số Av f 0 Bước 10: Lập bảng tổng kết Bảng 4.4 Thông số Av Ai Zi Zo fL fH φ Kết quả đo - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các só liệu kết quả và nhận xét. 58
  63. Bài 4: Mạch khuếch đại hồi tiếp 4.4 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 4.4.1 Khảo sát mạch khuếch đại hồi tiếp âm điện áp-nối tiếp - Sinh viên vẽ lại mạch điện hình 4.1 - Vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo và tín hiệu vào Vi. - Xác định và nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Lập bảng số liệu ghi các giá trị Av, Ai, Zi, Zo, φ. Nhận xét kết quả. - Tính công suất ngõ ra Po. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Linh kiện nào ảnh hưởng đến đáp tuyến biên độ-tần số. Giải thích. - Lập bảng tổng kết 4.2 và nhận xét kết quả. - Nêu ưu điểm và khuyết điểm của mạch so với trường hợp không hồi tiếp. 4.4.2 Khảo sát mạch khuếch đại hồi tiếp âm dòng điện-nối tiếp - Sinh viên vẽ lại mạch điện hình 4.1 - Vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo và tín hiệu vào Vi. - Xác định và nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Tính công suất ngõ ra Po. - Lập bảng số liệu ghi các giá trị Av, Ai, Zi, Zo, φ. Nhận xét kết quả. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. - Tính công suất ngõ ra Po. - Linh kiện nào ảnh hưởng đến đáp tuyến biên độ-tần số. Giải thích. - Lập bảng tổng kết 4.4 và nhận xét kết quả. - Nêu ưu điểm và khuyết điểm của mạch so với trường hợp không hồi tiếp. 59
  64. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán Bài 5: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 5.1 THIẾT BỊ SỬ DỤNG Mô hình thực hành Mạch điện tử Máy OSC Các linh kiện điện tử 5.2 MỤC TIÊU Sau khi học xong Sinh viên có khả năng : - Định nghĩa các dạng mạch khuếch đại thuật toán. - Phân tích nguyên tắc hoạt động các dạng mạch KĐ Vi sai, mạch khuếch đại đảo, mạch khuếch đại không đảo, mạch cộng. Biết được đặc điểm và ứng dụng của từng dạng mạch. - Xác định hệ số khuếch đại vi sai, độ lệch pha - Nhận xét và giải thích được các kết quả đo. 5.3 NỘI DUNG 5.3.1 Mạch khuếch đại vi sai dùng BJT Sinh viên mắc mạch điện hình 5.1: Hình 5.1 60
  65. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định hệ số khuếch đại vi sai, độ lệch pha.  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: - Chỉnh biến trở VR1 sao cho điện áp tại A bằng 4V (có thể thay đổi sao cho BJT1và BJT2 đều hoạt động ở chế độ khuếch đại) - Sau đó thay đổi điện áp tại B và ghi kết quả vào bảng bên dưới. - Sử dụng VOM đo điện áp VCD, VA, VB. Tính hệ số khuếch đại vi sai theo công thức : Với : Vo = VCD VI = VA – VB - Ghi lại các kết quả vào bảng : Bảng 5.1 VB (V) 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 VCD(V) K Bước 2 : - Chỉnh biến trở VR2 sao cho điện áp VCD = 0. - Cấp Vi tại E là tín hiệu Sin, biên độ 1V, tần số 1 KHz, dùng OSC đo tín hiệu tại D ta được tín hiệu ra Vo. - Sau đó tăng biên độ Vi đến khi tín hiệu ra Vo tại D bắt đầu méo dạng. - Xác định hệ số khếch đại: Bước 3 : - Chỉnh biến trở VR2 sao cho điện ápVB = 5V. - Cấp Vi tại E là tín hiệu Sin, biên độ 1V, tần số 1 KHz, dùng OSC đo tín hiệu tại D ta được tín hiệu ra Vo. - Sau đó tăng biên độ Vi’ đến khi tín hiệu ra Vo tại D bắt đầu méo dạng. - Xác định hệ số khếch đại: 61
  66. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán - So sánh và nhận xét Av ở bước 2 và bước 3. - Sau khi thực hiện xong các bước, các nhóm ghi lại các kết quả và nhận xét. 5.3.2 Mạch khuếch đại vi sai dùng OP-AMP Sinh viên mắc mạch điện hình 5.2: Hình 5.2 - Tín hiệu ra: - Với R1=R3, R4=R2, Av= R2/R1 - Dùng VOM đo điện áp ra Vo và ghi giá trị vào bảng sau: 62
  67. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán Bảng 5.2 Vi1 (V) -10 -5 0 5 10 Vi2 (V) Vo (V) -7 Vo (V) -4 Vo (V) 0 Vo (V) 4 Vo (V) 7 - Vẽ đồ thị biểu diễn hàm Vo = f(Vi1) cho mỗi trường hợp Vo. 5.3.3 Mạch khuếch đại đảo Sinh viên mắc mạch điện hình 5.3: : Hình 5.3  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số của mạch. 63
  68. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 2V, tần số 1Khz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, tiếp tục chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2. Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về độ lệch pha của Vi và Vo. 100  Keânh 1: 90 Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=1.5KΩ giữa 2 điểm B1 và B2, sau đó tính Zi: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: 64
  69. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 12KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ - Dùng OSC đo Vi, Vo ở 2 kênh và cho hiển thị cùng lúc - Xác định góc lệch pha theo công thức: - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định các tần số cắt fL, fH và băng thông Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi theo bảng sau: Bảng 5.3 f -(Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo V Avẽ Av(%)- - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 65
  70. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán 5.3.4 Mạch khuếch đại không đảo Sinh viên mắc mạch điện hình 5.4: Hình 5.4  Yêu cầu 1. Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét. 2. Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xét kết quả. 3. Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông. Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số của mạch  Hướng dẫn thực hiện Bước 1: Cấp Vi’ là tín hiệu hình Sin, biên độ 2V, tần số 1Khz vào tại A. Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dùng OSC đo tín hiệu ra Vo ở kênh 1, tiếp tục chỉnh các biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng không bị méo dạng. Bước 3: Xác định Av: - Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh 1 và kênh 2. Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về độ lệch pha của Vi và Vo 66
  71. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: - Sau đó tính Av theo công thức : Bước 4: Xác định Zi: - Mắc nối tiếp điện trở Rv=1.5KΩ giữa 2 điểm B1 và B2, sau đó tính Zi: - Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1 V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2 Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xác định Zo: - Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 12KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ - Dùng OSC đo Vi, Vo ở 2 kênh và cho hiển thị cùng lúc - Xác định góc lệch pha theo công thức: 67
  72. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán - Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian Bước 7: Xác định các tần số cắt fL, fH và băng thông Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số - Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi theo bảng sau: Bảng 3.7 f -(Hz) 10 50 200 500 1K 10K 50K 100K 200K 500K 1M 2M Vo V Avẽ Av(%)- - Từ bảng kết quả vẽ đáp tuyến biên độ - tần số. Av f 0 68
  73. Bài 5: Mạch khuếch đại thuật toán 5.4 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 5.4.1 Mạch khuếch đại vi sai dùng BJT - Vẽ dạng sóng của tín hiệu ra Vo và tín hiệu vào Vi. - Xác định hệ số khuếch đại vi sai Av. - Xác định và nhận xét về độ lệch pha giữa tín hiệu Vi vào và tín hiệu ra Vo. - Xác định tần số cắt trên, tần số cắt dưới, băng thông. Sau đó lập bảng số liệu và vẽ đáp ứng biên độ-tần số, nêu ý nghĩa của đáp tuyến biên độ-tần số. 5.4.2 Mạch khuếch đại vi sai dùng OP-AMP - Chứng minh công thức tính Vo - Lập bảng số liệu 5.2 và vẽ đồ thị hàm số Vo=f(Vi1). Nêu ý nghĩa đồ thị. 5.4.3 Mạch khuếch đại đảo - Vẽ dạng sóng ngõ vào Vi và ngõ ra Vo - Xác định các hệ số Av, Ai, Zo, Zi và góc lệch pha. Nhận xét kết quả - Xác định các tần số cắt và vẽ đáp tuyến biên độ-tần số. - Lập bảng tổng kết 5.4.4 Mạch khuếch đại không đảo - Vẽ dạng sóng ngõ vào Vi và ngõ ra Vo. - Xác định các hệ số Av, Ai, Zo, Zi và góc lệch pha. Nhận xét kết quả - Xác định các tần số cắt và vẽ đáp tuyến biên độ-tần số. - Lập bảng tổng kết 69
  74. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp Bài 6: MẠCH CHỈNH LƯU VÀ ỔN ÁP 6.1 THIẾT BỊ SỬ DỤNG Mô hình thực hành Kỹ Thuật Xung. Máy OSC Các linh kiện điện tử 6.2 MỤC TIÊU Sau khi học xong sinh viên có khả năng: - Định nghĩa được mạch ổn áp. - Phân tích và trình bày được họat động của mạch ổn áp. - Nhớ được những đặc điểm của mạch ổn áp. - Lắp ráp, đo, kiểm tra và cân chỉnh được mạch chỉnh lưu, nhân áp và ổn áp. - Quan sát, nhận xét được kết quả đo. - Có khả năng thảo luận và trình bày được các kết luận của nhóm. 6.3 NỘI DUNG 6.3.1 Mạch chỉnh lưu a. Mạch chỉnh lưu bán kỳ  Lần 1: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ ( R1 1K, D1: 1N4007): D1 Vi R1 Vo Hình 6.1 - Điều chỉnh nguồn VI là sóng sin có biên độ 5V tần số 50Hz - Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2): 70
  75. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div:  Lần 2: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ ( R1 1K, D1: 1N4007, C 100F ): D1 Vi R1 Vo C Hình 6.2 - Điều chỉnh nguồn VI là sóng sin có biên độ 5V tần số 50Hz - Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2): 71
  76. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: b. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ  Lần 1: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ ( R1 1K, DIODE: 1N4007): Vi R1 Vo Hình 6.3 - Điều chỉnh nguồn VI là sóng sin có biên độ 5V tần số 50Hz - Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2): 72
  77. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: 6.3.2 Mạch nhân áp  Lần 1: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ (C1 C2 100F , RL 1K , D1, D2: 1N4007): D2 C1 Vi D1 RL Vo C2 Hình 6.4 - Điều chỉnh nguồn VI là sóng sin có biên độ 10V tần số 50Hz - Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2): 73
  78. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 100 90  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div: 10 0%  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div:  Lần 2: - Sinh viên thực hiện như lần 1 nhưng thay RL 10K : - Điều chỉnh nguồn VI là sóng sin có biên độ 5V tần số 50Hz. - Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2):  Keânh 1: Time/Div: Volts/Div:  Keânh 2: Time/Div: Volts/Div: 74
  79. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 6.3.3 Mạch ổn áp a. Mạch ổn áp dùng linh kiện rời  Lần 1: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ ( R1 1K, RL 1K , Q1: H1061): Q1 Vout Vi RL R1 DZ Hình 6.5 - Điều chỉnh nguồn Vi và ghi giá trị vào bảng sau: Bảng 6.1 Vi(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 VB V =4,7V Z Vo VB V =5,6V Z Vo VB V =9,1V Z Vo  Nhận xét: 1/. Dựa vào bảng giá trị hãy cho biết mạch ổn áp trong phạm vi nào? Tại sao? 2/. Điện áp Vo phụ thuộc vào linh kiện nào? Tại sao? 75
  80. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 3/. Trình bày và phân tích hoạt động của mạch?  Lần 2: -Sinh viên mắc mạch như hình vẽ ( R1 4.7K, R2 1K, R3 470 , VR 10K ,Q1: H1061, Q2:C1815 ): Q1 Vo Vi R3 VB1 A R1 Q2 VB2 VR R2 Vz Hình 6.5 - Cho Vi =12V, chỉnh biến trở VR sao cho VCE2(VCE của Q2) thay đổi theo bảng và ghi các giá trị còn lại vào bảng sau: (Với mỗi giá trị của VZ thì khoảng thay đổi của VCE2 sẽ khác nhau). 76
  81. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp Bảng 6.2 VCE2(V) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 VB1 VZ=4,7V VB2 Vo VB1 VZ=5,6V VB2 Vo VB1 VZ=9,1V VB2 Vo - Giữ cố định VR ở vị trí A, điều chỉnh nguồn VI, đo và ghi giá trị VB1, VO vào bảng sau: Bảng 6.3 Vi(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 VB1 V =4,7V Z Vo VB1 V =5,6V Z Vo VB1 V =9,1V Z Vo 77
  82. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp  Nhận xét: 1/. Dựa vào bảng giá trị hãy cho biết khi điều chỉnh VR thì ảnh hưởng như thế nào tới VO? Tại sao? 2/. Khi VR thay đổi thì điện áp VOmin bằng bao nhiêu? VOmin phụ thuộc vào những linh kiện nào? Tại sao? 3/. Khi VR thay đổi thì điện áp VB2max bằng bao nhiêu? VB2max phụ thuộc vào những linh kiện nào? Tại sao? 78
  83. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 4/. Trình bày và phân tích hoạt động của mạch? b. Mạch ổn áp dùng IC ổn áp  Lần 1: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ ( C1 C2 1uF ): U1 Vi 1 3 Vo VIN VOUT GND C1 C2 2 Hình 6.6 - Điều chỉnh nguồn VI và ghi giá trị vào bảng sau: Bảng 6.4 Vi(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7805 Vo 7809 Vo 7812 Vo 79
  84. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp  Nhận xét: 1/. Dựa vào bảng giá trị hãy cho biết mạch ổn áp trong phạm vi nào? Tại sao? 2/. Điện áp Vo phụ thuộc vào linh kiện nào? Tại sao? 6.3.4 Mạch ổn dòng a. Mạch ổn dòng dùng linh kiện rời  Lần 1: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ (VI=12V, R1 1K, Q1: H1061): Q1 Rc Vo RL Vi R1 DZ Hình 6.7 - Thay đổi RC theo bảng và ghi giá trị vào bảng sau: Bảng 6.5 RC() 0 10 22 100 150 1K 10K 100K 150K Vo RL=1K IC Vo RL=10K IC Vo RL=22K IC 80
  85. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp  Lần 2: - Sinh viên mắc mạch như ở lần 1 ( R1 1K, Q1: H1061): - Thay đổi VI theo bảng và ghi giá trị vào bảng sau: Bảng 6.6 Vi(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vo RC=0 IC Vo RC=10 IC Vo RC=100 IC  Nhận xét: 1/. Dựa vào bảng giá trị hãy cho biết khi RC thay đổi thì dòng điện IC thay đổi như thế nào? Tại sao? 2/. Khi RC quá lớn thì mạch có ổn dòng không? Tại sao? 3/. Dựa vào bảng giá trị đo được thì IC phụ thuộc vào linh kiện nào? Tại sao? 81
  86. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp 4/.Khi VI thay đổi thì IC thay đổi như thế nào? Tại sao? 5/.So sánh lý thuyết và thực tế? Giải thích? b. Mạch ổn dòng dùng IC ổn áp  Lần 1: - Sinh viên mắc mạch như hình vẽ ( C1 C2 1uF ): U1 Vi 1 3 Vo VIN VOUT GND C1 C2 2 Hình 6.8 - Điều chỉnh nguồn VI và ghi giá trị vào bảng: 82
  87. Bài 6: Mạch chỉnh lưu và ổn áp Bảng 6.7 Vi(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7805 Vo 7809 Vo 7812 Vo  Nhận xét: 1/. Dựa vào bảng giá trị hãy cho biết mạch ổn áp trong phạm vi nào? Tại sao? 2/. Điện áp Vo phụ thuộc vào linh kiện nào? Tại sao? 83